불꽃놀이의 과학, 밤하늘을 수놓는 화려한 불꽃의 원리는?

입력 2014-06-07 09:57

조성준 기자 tiatio@etoday.co.kr

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불꽃놀이의 과학, 흑색화약의 마법

불꽃놀이의 과학

불꽃놀이의 과학에 대한 원리가 화제에 올랐다.

밤 하늘의 화려한 그림을 그리는 불꽃놀이에 사용되는 흑색 화약은 연소에 필요한 모든 요소를 갖추고 있다. 질산칼륨은 산소를 공급하며 황과 탄소 성분의 숯은 연료에 해당한다. 숯과 황이 연소하면서 질산칼륨을 가열하면 산소가 방출되는데 그 산소가 불에 공급되고 황은 연기상태로 배출된다.

이 흑색화약은 곱게 갈수록 빨리 연소하게 된다. 큰 입자를 잘게 갈면 전체적인 입자수가 증가하고 표면적도 커지기 때문에 불이 붙을 공간이 늘어나게 된다. 가스가 증가하는 연쇄반응을 일으키는 것이다. 가스를 가두고 압력을 가하면 연소속도는 더욱 가속되고 연소하며 빠른 속도로 고온의 기체가 된다. 바로 이때 폭발 표과가 발생하는데 불꽃놀이는 이 원리를 이용해 효과를 구현하는 것이다.

불꽃놀이의 색색의 색색의 불꽃을 '스타'라고 한다. 소형 스타는 빨리 타면서 작은 불꽃을 만들고, 대형 스타는 천천히 타면서 폭포수처럼 떨어진다. 바륨은 녹색을 만들고 스트론튬은 빨강, 칼슘은 주황, 나트륨은 노랑, 구리는 파랑, 보라는 구리와 스트론튬을 혼합해서 만든다. 각각의 원소를 통해 불꽃놀이의 화려한 색상을 구현할 수 있는 것이다.

불꽃놀이의 과학을 접한 네티즌들은 "불꽃놀이의 과학, 만드는데 이렇게 복잡할 줄 몰랐네" "불꽃놀이의 과학, 보기에만 화려한줄 알았더니 과학이 숨어있었네" "불꽃놀이의 과학, 밤 하늘의 그림"등 다양한 반응을 보였다.